随着全球资源日益匮乏，寻找可持续能源已经成为人类面临的紧迫挑战。
然而，在这场关乎未来的能源竞赛中，中国在去年就突破了一种“无限能源”，并且还计划于2025年建造全球首座钍基熔盐堆发电站。
如果技术可行，它完全可以满足中国未来2万年的能源需求。
那么，我国究竟是如何发现这种“无限能源”的？在研究过程中我国又遇到了哪些技术难题？
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地球馈赠的能源宝藏首先我们可以先了解一下钍基熔盐堆中的钍，它是一种化学元素，属于碱土金属，通常呈银白色，具有较高的熔点和沸点。
钍元素在核工业中有着重要的应用，特别是在核裂变反应堆中作为燃料棒的材料。此外，钍元素也被研究作为未来核聚变能源的潜在燃料。
因此，钍元素正逐渐成为能源界的新宠。然而，以微量存在于某些少量矿石中的稀有元素，如何有效提炼，成了世界各国当前面临的一大难题。
或许会有人问，铀这种元素，难道不是核工业中的最好元素吗？
其实不然，两者相比，钍具有多方面优势。科学家们估计，地球上的钍储量是铀的3-4倍，为人类的能源未来提供了新的可能性。
除此之外，钍的能量也密度极高，一吨钍释放的能量相当于200吨铀或350万吨煤。这意味着即使使用很小量的钍，也能提供巨大的能量输出。
据推算，使用钍的钍基熔盐堆的发电效率高达45%~50%，几乎触及能源利用效率的极限。这种高效率不仅意味着更高的能源产出，还意味着更低的运营成本和更少的资源浪费。
更令人欣喜的是，钍在核反应中产生的放射性废料更少，且半衰期更短。这大大减轻了核废料处理的负担，降低了长期存储核废料的环境风险。
此外，钍基反应堆的安全性也更高。与传统核电站相比，钍基熔盐堆几乎不存在堆芯熔毁的风险，这极大地提高了核能利用的安全性。
而对于我们来说，中国作为钍资源储量世界第二的国家，拥有得天独厚的优势。据估算，中国的钍储量足以支撑未来2万年的能源需求，为中国的可持续发展提供了强有力的保障。
无限能源的技术核心知道了它的重要性，我们更加关注钍基熔盐堆技术究竟是什么。
首先，科研人员在把钍与熔盐混合之后，可以形成一种在高温下能够流动的"液态燃料"。
这种设计能够使反应堆的功率密度大大提高，同时实现了连续运行，可以随时补充新燃料，排出废料。
听起来这项技术非常简单，但实际上这种液态燃料设计有很多优势。它不仅允许反应堆在较低压力下运行，而且可以均匀分布热量，甚至还可以方便地进行在线提取和补充。
另外，钍基熔盐堆还具有"增值效应"。钍-232虽然本身难以裂变，但它可以通过捕获中子转化为易裂变的铀-233，形成一个自我繁衍的能源系统。
这种特性，使得钍基熔盐堆可以在运行过程中不断"生产"新的核燃料，极大地延长了燃料的使用寿命。
而且，安全性是钍基熔盐堆的另一大亮点。在异常情况下，液态燃料会自动排出到安全容器中，反应立即停止。
这种被动的安全特性，使得钍基熔盐堆几乎不可能发生类似切尔诺贝利或福岛那样的核事故。
钍基熔盐堆不仅能发电，还能提供高温工艺热，为工业制造服务。它可以为石油化工、氢能生产等高耗能产业提供清洁能源，有助于推动这些行业的绿色转型。
此外，钍基熔盐堆不需要大量的水作为冷却剂，可以建在干旱地区，大大增加了选址的灵活性。
从蓝图到现实中国在钍基熔盐堆技术的道路上，走出了坚实而又富有创新的步伐。
早在1971年，中国就已经在上海启动了"728工程"，建成了零功率冷态熔盐堆。这是中国在这一领域的第一次尝试，为后续的研究奠定了坚实的基础。
经过数十年的研究，中国科学院上海应用物理研究所在2011年组建了"世界上最大的钍基熔盐堆研发队伍"。
这支队伍汇集了中国顶尖的核物理、材料科学、化学工程等领域的专家，开始了系统性的钍基熔盐堆研究。
2017年，中国启动了"钍基熔盐堆核能系统"项目，这是一个为期五年的大型研究计划。
在这个项目中，科研人员攻克了多项关键技术，包括高温熔盐的制备和纯化、耐高温腐蚀材料的开发、熔盐堆控制系统的设计等。
2023年6月，中国的2MWt液态燃料钍基熔盐实验堆通过了国家核安全局的认证，获得了运行许可证。
这标志着中国在钍基熔盐堆技术上取得了实质性突破，成为世界上少数几个掌握这项技术的国家之一。
中国计划在2025年开始建造全球首座钍基熔盐堆发电站，预计将于2029年建成投入运行。这座发电站的热功率为60MW，部分用于发电，剩余热能将用于生产"绿氢"。
无限能源的挑战与未来尽管钍基熔盐堆技术前景广阔，但其发展仍面临着诸多挑战。
最大的难题之一是材料科学，在高温、高辐射和强腐蚀的环境下，找到合适的材料来制造反应堆部件是一个巨大的挑战。
目前，科研人员正在研究新型合金和陶瓷材料，以满足这些苛刻的条件。
熔盐化学的控制也是一个难题，熔盐在高温下的行为复杂多变，需要精确的控制和管理。
科研人员需要开发先进的监测和控制系统，以实时监控熔盐的化学组成和物理状态，确保反应堆的稳定运行。
此外，如何有效地从熔盐中分离出裂变产物和未反应的燃料，也是一个需要解决的技术难题。
尽管面临这些挑战，中国科学家们依然在这条道路上不断前进。
他们正在开发新的材料处理技术，如离子注入和表面涂层，以提高材料的耐腐蚀性。
在熔盐化学控制方面，他们正在研究利用人工智能和大数据技术，建立更精确的熔盐行为预测模型。
中国在这一领域的进展，不仅体现在陆地上的发电站，还延伸到了海洋。
中国船舶制造商公布了世界上第一艘采用熔盐反应堆驱动的巨型集装箱船的设计，有望为全球物流业带来革新。
这种船舶，不仅可以大大的减少航运业的碳排放，还能提高船舶的续航能力和运载效率。
展望未来，钍基熔盐堆技术的发展，将为全球能源格局带来深远影响。它有望解决能源短缂问题，成为应对气候变化的有力武器。
随着技术的不断成熟，我们可以期待看到更多创新应用，如小型模块化反应堆，甚至用于太空探索的便携式能源装置。
在太空探索方面，钍基熔盐堆技术也显示出巨大潜力。传统的太阳能电池在深空探索中效率低下，而核能源可以提供持续稳定的能量供应。
结语钍基熔盐堆技术的突破，为全世界开启了通往能源新纪元的大门。钍基熔盐堆技术的发展，不仅仅是一项科技创新，更是人类文明进步的重要标志。让我们共同期待，这个充满希望的能源新时代的到来。
资料来源：《全球最大核动力集装箱船来了！15-20年更换一次“电池”》—环球时报—2023年12月7日
《中国将建造全球首座钍基熔盐堆核电站》—界面新闻—2024年7月31日
《【行业观察】加快钍资源开发 促进我国核能可持续发展》—中国核工业集团有限公司—2016年2月3日
《超硬核！迈入世界第一方阵！》—光明网—2024年5月14日
《上新了大国工程｜“人造太阳”、无人机、海上风电……新进展，so hot！→》—国资小新—2024年7月5日
